Una viga está diseñada para doblarse. Cargas que actúan perpendicularmente a su eje longitudinal. La flexión de una viga simplemente apoyada genera fuerzas de tensión y compresión a través de la sección transversal. Con compresión en la parte superior y tensión en la parte inferior. Ahora aquí es donde comienza toda la diversión.
Si dibuja el diagrama de bloques de tensión de una viga de hormigón, se verá más o menos así:
Ahora, sabemos que el hormigón tiene una capacidad de tensión horrible, por lo que podemos ignorarlo. El acero solo resiste la tensión. Mientras que el hormigón resiste la compresión. Para que una viga falle, hay dos opciones:
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- Falla del acero en tensión.
- Falla de concreto en compresión
Ahora el hormigón es frágil como un vaso. Se rompe con bastante facilidad. Entonces, si excede su capacidad de compresión, explotará como el vidrio. Pero el acero es un buen amigo nuestro. Si las fuerzas que actúan exceden las fuerzas de nivel de diseño, se estirará y nos dará una advertencia de que va a fallar. Entonces tienes una habitación para salir de la casa.
Si proporciona demasiado refuerzo en el lado de tensión de la viga, está aumentando la capacidad de la viga en tensión. Pero nuestro hormigón amigo apenas enfrentará ningún aumento en la capacidad de compresión. Entonces, cuando las cargas que actúan sobre la viga exceden la capacidad de diseño de la viga, al acero todavía le queda una tonelada de capacidad incluso antes de ceder. Entonces, incluso después de ese aumento de carga, no verá grietas en la viga. Pero el concreto está trabajando muy duro y ese trabajo duro no es visible para usted, ya que no hay grietas en el lado de tensión. Entonces, eventualmente el concreto se rinde y literalmente explota. Esto se llama falla gobernada por compresión de una viga.
Nunca diseñe una viga sobre-reforzada. Es más peligroso que un poco reforzado. Mostrará fallas frágiles y en ingeniería estructural le gustaría evitar fallas frágiles.
Ahora, en caso de viga debajo reforzada, el acero cederá primero como se discutió anteriormente. Ahora la ductilidad del acero es como el 15%. Esto significa que puede estirarse al menos 1.15 veces su longitud original. Pero espera, también tenemos concreto en compresión, ¿recuerdas? Además, el acero tiene una resistencia máxima reservada con una fase de endurecimiento por deformación. Echemos un vistazo a la imagen a continuación:
Entonces, lo que sucederá es que esta viga reforzada mostrará un aumento en la capacidad incluso cuando el acero haya cedido. En última instancia, debido a que el acero es mucho más dúctil que el concreto, nuestro concreto amigo se rendirá y finalmente se aplastará. Esto se llama “falla de compresión secundaria”.
El momento frente a la curvatura del haz se verá así:
Así que ahora esto te dará una imagen completa. ¿No fue divertido?
¿Querer aprender más? Aquí está el enlace: Ductilidad en estructuras
Gracias